如何將現(xiàn)今單向且集中發(fā)電的電力輸送系統(tǒng)，升級成區(qū)域型且分散式發(fā)電的智能電網(wǎng)

上篇文章「節(jié)能生活的重新想像(上)：HEMS家庭能源管理系統(tǒng)」提到，透過家用能源管理系統(tǒng)(HEMS)與智能電表為基礎，大小管理系統(tǒng)層層相接，電網(wǎng)就能即時反應出電力需求和時間分布，從而將電力做妥善且高效的分配。然而現(xiàn)今的電力輸送系統(tǒng)，電力由少數(shù)大型電廠單向輸送至終端用戶，因是單向輸出，終端用戶無法透過電網(wǎng)，將自產(chǎn)電力輸送回復進電廠或是其他終端用戶家中。如何將現(xiàn)今單向且集中發(fā)電的電力輸送系統(tǒng)，升級成區(qū)域型且分散式發(fā)電的智能電網(wǎng)，是現(xiàn)在全球電力市場的趨勢。

未來透過智能電網(wǎng)，所有的電力資源將可以透過端對端的方式交易，大幅改變我們使用電力的生活型態(tài)。對個別家戶而言，時間電價使電價可以根據(jù)電力需求量調(diào)整，尖峰時段時，HEMS會使用家中的電能儲存裝置、電動車與太陽能發(fā)電系統(tǒng)供應用電。離峰時，HEMS透過云端分析，是否該從鄰近的發(fā)電站、城市內(nèi)的電動車充電樁或家中有剩余電力的鄰居購買額外電力，借以形成區(qū)域性緊密且多向的電力網(wǎng)。

對于電力公司，當一區(qū)的變電站飽和時，智能電網(wǎng)可透過自動需量反應(Automated Demand Response；ADR)，請每個區(qū)域管理系統(tǒng)去調(diào)度建筑能源管理系統(tǒng)，建筑能源管理系統(tǒng)再去調(diào)度家戶的HEMS暫時關閉家中大耗電量的電器，例如空調(diào)系統(tǒng)。如果能讓每一戶都減少幾瓩，降低尖峰時段的用電需求，區(qū)域供電的壅塞就可以解決，而配合需量反應的用戶，則會拿到電費補助款，將綠能理念與經(jīng)濟利益結合。

智能電網(wǎng)運轉(zhuǎn)模式又分為孤島與并聯(lián)兩種，在孤島運轉(zhuǎn)模式時可不與傳統(tǒng)電網(wǎng)相連結而獨立運行。因此智能電網(wǎng)中若任何一件設備發(fā)生問題無法運作時，控制系統(tǒng)均可自由切斷與該裝置的聯(lián)系，使電網(wǎng)中其他元件裝置可保持運作，等該裝置恢復正常后再行連結，借此能達到更佳的能源網(wǎng)路穩(wěn)定性，不會因為部分元件的故障，導致整個電網(wǎng)停擺。

在311福島核災發(fā)生時，日本仙臺市的微型電網(wǎng)因為能依據(jù)電力需求調(diào)度配送，在電力公司斷電時，依然能將儲備的電力持續(xù)供應至不能斷電的地方(如醫(yī)院)，甚至維持數(shù)月之久，可見微型電網(wǎng)對于災難應對可以發(fā)揮很大的效用。

我們正處于這一波產(chǎn)業(yè)革命的浪尖上，無論是從節(jié)能的觀點切入，或是在嚴峻環(huán)境下建設的全新型態(tài)城市與建筑，智能電網(wǎng)的確扮演著舉足輕重的角色，有了建設完整的「端」系統(tǒng)集結回報，統(tǒng)一分配控管，將會是能源極度緊縮的未來城市建設上的重要考量。

電力管理不僅是國家政策，也成為企業(yè)經(jīng)營、產(chǎn)品開發(fā)的焦點，更有效率的能源使用方式刻不容緩。智能電網(wǎng)背后潛藏龐大市場，從零組件、控制元件、網(wǎng)通設備、管理系統(tǒng)、相關裝置、系統(tǒng)規(guī)劃建設，相關產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值保守估計可達千億元以上，是各領域廠商都有機會切入的長期商機。